利用电流体动力学流动弥合化学交联与超表面定向组装之间的差距
软凝聚态物质
2016-09-23 v1 光学
摘要
对自组装中化学和物理驱动力的深入理解，使得制造以亚波长构建块为基础的独特纳米结构成为可能，这些构建块是等离激元和超材料器件的基础。胶体纳米球的化学交联产生了目前最小的间隙间距，这对于获得极大增强的电场区域（热点）是必要的，而热点对于调控光与物质相互作用至关重要。然而，在器件应用中，在大面积上获得密集纳米天线的均匀电磁响应仍然具有挑战性。在这项工作中，我们将电流体动力学（EHD）流动与化学交联相结合，在工作电极上形成密集但离散的 Au 纳米球簇（低聚物）。EHD 提供了长程驱动力将纳米球聚集在一起，酸酐交联产生了 0.9 nm 的间隙间距。利用选择性化学，纳米球同时交联到嵌段共聚物模板上，与无模板产生的单层结构相比，产生了具有更窄波长带宽和更高热点强度的低聚物。我们通过全波仿真、紫外-可见光谱和表面增强拉曼散射（SERS）研究了纳米天线响应。纳米天线表现出均匀的热点强度和间隙间距。仿真显示场增强为 600，与测得的平均 SERS 增强 1.4x10^9 高度相关。纳米天线基底产生的 SERS 信号在 1 mm2 面积上测得的相对标准偏差为 10%，这对于光学传感器等纳米光学器件及其他应用至关重要。理解长程（EHD 流动）和短程（化学交联）驱动力为大面积等离激元和超表面器件制造中组装胶体纳米颗粒的架构提供了控制手段。
引用
@article{arxiv.1609.06964,
title = {Bridging the Gap between Crosslinking Chemistry and Directed Assembly of Metasurfaces Using Electrohydrodynamic Flow},
author = {William Thrift and Cuong Nguyen and Mahsa Darvishzadeh-Varcheie and Nicholas Sharac and Robert Sanderson and Filippo Capolino and Regina Ragan},
journal= {arXiv preprint arXiv:1609.06964},
year = {2016}
}